конструкційні деревина і пластмаси

Нормативне вітрове навантаження w складається з тиску wн+ і відсосу wн- вітру. Вихідними даними при визначенні вітрового навантаження є значення тиску вітру, спрямованого перпендикулярно поверхням покриття і стін будинків wо  (МПа), що залежать від вітрового району країни і приймається по нормах навантажень і впливів. Нормативні вітрові навантаження wн визначаються множенням  тиску вітру wо на коефіцієнт k, що враховує висоту будівлі, і аеродинамічний коефіцієнтс, що враховує її форму, тобто wн = wо kс.

Розрахункове вітрове навантаження дорівнює нормативному, помноженому на коефіцієнт надійності  γ= 1,4. Таким чином, w = wнγ.

2.3. Нормативні та розрахункові опори деревини

Нормативні опори деревини Rн (Мпа) є основними характеристиками міцності деревини чистих від вад ділянок. Вони визначаються за результатами численних лабораторних короткочасних випробовувань малих стандартних зразків сухої деревини вологістю 12 % на ростяг, стиск, згин, зминання і сколювання. Наприклад, зразок на стиск має періз 2 * 2 см і довжину 3 см. Вони обробляються статистично, і з врахуванням коефіцієнта мінливості сγ нормативний опір обчислюється по формулі

 

Наприклад, при стиску Rнc = 33(1—2,25-0,105) = 25 Мпа. Отже, 95 % випробуваних зразків деревини будуть при стиску мати міцність Rтим, рівну чи більшу, ніж її нормативне значення.

Розрахункові опори деревини R (МПа) — це основні характеристики міцності реальної деревини елементів реальних конструкцій. Ця деревина має природні вади, що допускаються, і працює під навантаженнями протягом багатьох років. Розрахункові опори знаходять на підставі нормативних опорів з врахуванням коефіцієнта надійності по матеріалу γ і коефіцієнта довготривалості дії навантаження mдов по формулі

 

Коефіцієнт γ значно більший одиниці. Він враховує зниження міцності реальної деревини в результаті неоднорідності будови і наявності різних вад, яких не буває в лабораторних зразках.Коефіцієнт довготривалості навантаження mдов << 1. Він враховує, що деревина без вад може нобмежено довго витримувати лише половину того навантаження, яке вона витримує при короткочасному навантаженні в процесі досліджень.

Розрахункові опори деревини сосни та ялини при тривалій дії статичного навантаження наведено в дод. 1. Значення розрахункових опорів згинанню, стисканню і зминанню вздовж волокон для 1-го і 2-го сортів мало різняться між собою, але вони істотно перевищують розрахункові опори деревини 3-го сорту, в якій допускаються досить значні вади. Тому деревину 3-го сорту використовують тільки в невідповідальних елементах, які працюють на згинання та стискання. Розрахункові опори розтяганню вздовж волокон для 1-го і 2-го сортів значно різняться між собою й зовсім не нормовані для 3-го сорту. Тому для розтягнутих елементів застосовують тільки деревину 1-го сорту.

Розрахункові опори деревини інших порід визначають множенням розрахункових опорів сосни та ялини на перехідні коефіцієнти тв.Умови роботи конструкцій ураховують, помноживши базові розрахункові опори на відповідні коефіцієнти умов роботи, наведені в дод. 2. Коефіцієнти умов роботи, як і розрахункові опори, визначаються структурою і роботою деревини. Наприклад, зниження коефіцієнта тб зі збільшенням висоти перерізів балок спричинюється збільшенням неоднорідності деревини, і, навпаки, зростання коефіцієнта тш -зі зменшенням товщин дощок у багатошаровому елементі пояснюється збільшенням однорідностій міцності деревини,  і т. ін.

Модуль пружності деревини вздовж волоконЕ=104 МПа, впоперек волокон Е90=400 МПа, модуль зсуву G=500 МПа. Коефіцієнт Пуассона відповідно v90.0=O,O5 і v0.90=O,O2.

2.4. Розрахунок дерев'яних елементів

Елементами дерев'яних конструкцій є дошки, бруси, бруски, колоди суцільних перерізів з розмірами, зазначеними в сортаментах лісоматеріалів. Вони можуть бути окремими конструкціями, наприклад  балками чи стійками, а також бути елементами більш складних конструкцій. У результаті розрахунку розв’язуються слідуючі практичні задачі проектування дерев'яних конструкцій:

Перевірка міцності і прогину елемента полягає у визначенні напружень у перерізах, які не повинні перевищувати розрахункових опорів деревини, а також його прогинів, які не повинні перевершувати граничних, що допускаються нормами.

Підбір перерізів при проектуванні нових дерев'яних конструкцій полягає у визначенні таких розмірів елемента, при яких його міцність і стійкість будуть достатні для сприймання діючих зусиль, а прогини будуть не більше граничних.

Визначення несучої здатністі елемента  в процесі обстеження конструкцій під час їхньої експлуатації. Для цього визначають найбільші навантаження і зусилля які може витримувати елемент відомих розмірів, щоб при цьому розрахункові опори деревини і граничні прогини не були перевищені.

Дерев'яні елементи розраховують на розтяг, стиск, згин, розтяг чи стиск із згинном, зминання і сколювання відповідно до норм СНиП 11-25—80 «Нормыпроектирования. Деревянные конструкции». Розрахункові опори, що приводяться нижче, відповідають деревині сосни і ялини. Відповідно до цих же норм проводиться розрахунок дерев'яних елементів, що згинаються, по прогинах.

1. Розтягнуті елементи — це нижні пояси ферм, затяжок арок і деякі стержні інших наскрізних конструкцій.  Робота дерев'яних елементів на розтяг є найбільш відповідальню, оскільки вони руйнуються майже миттєво, без помітних попередніх деформації. Тому розтягнуті елементи необхідно виготовляти, як правило, з найбільш міцної деревини 1-го сорту з нормативним опором Rнр = 20 МПа і розрахунковим опором Rp  = 10 МПа. Однак при відсутності такого матеріалу допускається в малонапружених елементах застосовувати деревину 2-го сорту з розрахунковим опором Rp =7,0 МПа.

Міцність розтягнутих елементів у тих містях, де вони ослаблені  отворами чи  врізками, знижується додатково в результаті концентрації напружень у їхніх країв. Це враховується знижуючим коефіцієнтом умов роботи